@ 2016.08.08 , 12:00

黑洞有后门吗?

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科学家们在研究黑洞时遇到的最大问题是在黑洞中物理定律不再有效。许多物质和能量被压缩在无限小的空间内,在引力奇点处时空朝着无限扭曲,所有的物质都被摧毁了。但事情真的如此吗?最近西班牙巴伦西亚微粒物理研究所的研究人员们发表的一项新研究认为,物质在涉足这些空间物体的时候能够幸存下来,并从另外一边出去。

研究被发表在Classical and Quantum Gravity上,这些来自巴伦西亚的研究人员们认为引力奇点是时空这一几何结构中的瑕疵。他们这样假设能解决无限大且让空间变形的引力问题。

研究人员Gonzalo Olmo来自巴伦西亚大学,他表示:“黑洞是一个可以让我们尝试重力相关问题的实验室。”他与葡萄牙里斯本大学的Diego Rubiera及巴伦西亚大学的博士生Antonio Sánchez一起,利用广义相对论等理论来分析黑洞。

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他认为黑洞的几何结构与一种晶体或者石墨烯层类似。他说:“就像晶体的微观结构中有瑕疵一样,黑洞的中央区域可以被理解为时空的异常,为了更精确地理解它们我们需要更多几何元素。我们探索了所有可能的选项,并从自然界中的东西得到了灵感。”

利用这些新的几何体,研究人员们将黑洞的中心点形容为一个很小的球面。这个球面正是黑洞内部的虫洞。Olmo解释道:“我们的理论自然而然地解决了解释充满电荷的黑洞时出现的不少问题。我们最先解决的问题是奇点,因为在黑洞中心有一道门,空间和时间得以透过这个虫洞继续它们的使命。”

该研究基于最简单的、不旋转且充满了电荷的黑洞之一。该方程预测的虫洞比一个原子的原子核还小,但随着电荷在黑洞内部的增多,它会变得越来越大。当一个假设中的旅行者进入这种黑洞的时候,会被拉伸到极限,并得以进入虫洞。等到出来之后他们就会被压实到他们的正常尺寸。

从外部看,这种拉力和压力看似无限大,但对于旅行者本身而言,他体会到的将是极其强烈而非无限大的力。星际中的恒星不大可能在这样的旅程中幸存下来,不过微粒物理研究所的研究人员提出来的模型认为,物质不会遗失在奇点内部,但会被通过虫洞逐出黑洞,进入另外一片宇宙。

Olmo表示他们解决的另外一个问题是利用外来能量生成虫洞的需求问题。在爱因斯坦的引力论中,这些门只会出现在具有不同寻常属性(负能量压力或者密度)的物质中,但人类尚未找到这样的物质。Olmo说:“在我们的理论中,虫洞会出现在普通的物质和能量之外,比如某个电场。”

理论物理一直对能生成连接宇宙中两个点的时空隧道或者门的虫洞非常感兴趣。它们也有助于解释量子纠缠和基本粒子的性质等现象。感谢新研究,这些物体不再仅仅存在于科幻小说中。

本文译自 Ruvid,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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